DE19937376A1

DE19937376A1 - Zahnstangenlenkung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19937376A1
Application number: DE19937376A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Joerg; Wolfgang Moedinger
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 1999-08-07
Filing date: 1999-08-07
Publication date: 2001-02-22
Also published as: FR2797243A1; ITRM20000437A1; ITRM20000437A0; IT1315981B1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zahnstangenlenkung, bei der die Spurstangen mit Versatz zur Zahnstangenachse mit der Zahnstange gekoppelt sind. Zur Versteifung der Zahnstange ist ein Spurstangenträger mit zur Zahnstange parallelem Rahmenglied vorgesehen. Durch am Lagergehäuse der Zahnstange angeordnete Führungen werden die Zahnstange und der Spurstangenträger gegen Drehung um die Zahnstangenachse relativ zum Lagergehäuse gesichert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnstangenlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit

- einem die Zahnstange sowie ein damit kämmendes Ritzel verschiebbar bzw. drehbar lagernden Lagergehäuse,
- einem mit der Zahnstange rahmenartig verbundenen Spurstangenträger, welcher ein zur Zahnstange paralleles Rahmenglied sowie damit U-förmig verbundene, quer zur Zahnstangenachse in einer gemeinsamen Ebene erstreckte Seitenteile aufweist, und
- an den Seitenteilen angeordneten, zur Zahnstangenachse versetzten Spurstangen.

Grundsätzlich ist bei Zahnstangenlenkungn erwünscht, die zahnstangenseitigen Anschlüsse bzw. Gelenke der Spurstangen in Achsansicht der Zahnstange mittig zur Zahnstangenachse anzuordnen, so daß die von den Spurstangen übertragenen Zug- bzw. Druckkräfte weitestgehend in Richtung der Zahnstangenachse wirksam sind.

Jedoch ist eine derartige Ausbildung einer Zahnstangenlenkung oftmals aus Platzgründen nicht möglich, weil beispielsweise durch den Motor, das Getriebe oder sonstige Teile des Antriebstranges des Fahrzeuges Störkonturen gebildet werden, die es unmöglich machen, bei der vorgenannten Anordnung der Spurstangen an der Zahnstange eine gewünschte Lenkkinematik zu verwirklichen.

Deshalb werden die inneren, d. h. die zahnstangenseitigen Gelenke der Spurstangen des öfteren mit größerem Versatz zur Zahnstangenachse angeordnet.

Die DE 32 19 176 C2 zeigt eine solche Zahnstangenlenkung mit den eingangs angegebenen Merkmalen.

Um zu verhindern, daß der mit der Zahnstange rahmenförmig verbundene Spurstangenträger unerwünschte Schwenkbewegungen um die Zahnstangenachse ausführen kann, ist gemäß einer ersten Ausführungsform der DE 32 19 176 C2 vorgesehen, den Spurstangenträger nahe der inneren Spurstangengelenke über im wesentlichen vertikale Pendelstützen am Chassis des Fahrzeuges abzustützen. Wenn der Spurstangenträger zusammen mit der Zahnstange bei der Lenkverstellung der gelenkten Fahrzeugräder in Fahrzeugquerrichtung verschoben wird, führen diese Pendelstützen entsprechende Seitwärtsschwenkungen um ihre chassisseitigen Lager aus.

Bei einer weiteren Ausführungsform der DE 32 19 176 C2 ist der Spurstangenträger mit Abstand von der Achse der Zahnstange mit der parallel zur Zahnstange angeordneten Kolbenstange eines Lenkungsdämpfers verbunden, dessen Zylinder am Chassis des Fahrzeuges fest gehaltert ist und damit als chassisseitige Führung für den Spurstangenträger dient.

Diese bekannten Konstruktionen sind herstellungsmäßig recht aufwendig, da einerseits für das Lagergehäuse und andererseits für die Pendelstützen oder den Zylinder des Lenkungsdämpfers chassisseitige Verankerungen vorgesehen und relativ zueinander exakt justiert werden müssen.

Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, für eine Zahnstangenlenkung der eingangs angegebenen Art eine vereinfachte Montage im Kraftfahrzeug zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Führungen gelöst, welche am Lagergehäuse an dessen den Seitenteilen des Spurstangenträgers benachbarten Enden angeordnet und als Verdrehsicherungen gegen Drehung der Zahnstange um ihre Achse relativ zum Lagergehäuse ausgebildet sind.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine relativ zum Lagergehäuse drehfeste Anordnung von Zahnstange und Spurstangenträger durch gehäuseseitige Führungen zu gewährleisten. Damit wird die Möglichkeit geboten, das Lagerhäuse mit Zahnstange, Ritzel und Spurstangenträger als komplette Baugruppe vorzufertigen, die dann beim nachfolgenden Einbau im Kraftfahrzeug lediglich mit dem Lagergehäuse an das Chassis od. dgl. angebunden werden muß. Da weitere chassisseitige Befestigungspunkte entfallen, braucht lediglich eine Justage des Lagergehäuses am Chassis vorgenommen zu werden, wobei beim Betrieb des Fahrzeuges gegebenenfalls auftretende Vibrationen an vom Lagergehäuse entfernten Teilen des Chassis keinerlei Einfluß auf die Lenkung haben können.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Zahnstange zumindest im Bereich der Stirnenden des Lagergehäuses einen unrunden Querschnitt aufweisen und mit entsprechend angepaßten Führungen an den Gehäuseenden zur drehfesten Halterung der Zahnstange zusammenwirken.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung können am Lagergehäuse Führungselemente angeordnet sein, die mit Gegenführungsteilen am Spurstangenträger bzw. an dessen Seitenteilen zusammenwirken.

Beispielsweise können die Seitenteile mit an ihren einen Enden angeordneten Führungsstücken mit am Lagergehäuse angeordneten Führungskulissen zusammenwirken.

Im übrigen kann auch das zur Zahnstange parallele Rahmenglied des Spurstangenträgers mit Führungen am Lagergehäuse gegen Schwenkungen um die Achse der Zahnstange relativ zum Lagergehäuse gesichert sein.

Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben werden.

Dabei zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform einer Zahnstangenlenkung,

Fig. 2 eine Rückansicht der Zahnstangenlenkung in Einbaulage,

Fig. 3 ein Schnittbild entsprechend der Schnittlinie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 5 eine Rückansicht dieser Ausführungsform in Einbaulage und

Fig. 6 eine Draufsicht entsprechend dem Pfeil VI in Fig. 5. Gemäß den Fig. 1 bis 3 ist in einem im wesentlichen zylinderartigen Lagergehäuse 1, welches mit Endflanschen 2 versehen ist, eine Zahnstange 3 verschiebbar aufgenommen, die innerhalb eines entsprechenden Gehäuseteiles 1' mit einem dort gelagerten Ritzel kämmt, von dem in den Fig. 1 und 2 lediglich ein zum Anschluß an eine nicht dargestellte Lenkwelle dienende Ritzelwelle 4 sichtbar ist. Bei Drehung der Ritzelwelle 4 führt die Zahnstange 3 eine Längsverschiebung relativ zum Lagergehäuse 1 aus, umgekehrt verursacht eine Verschiebung der Zahnstange 3 eine Drehung der Ritzelwelle 4.

Die freien Enden der Zahnstange 3 sind mit Flanschstücken 5 verbunden, deren Flanschebenen quer zur Zahnstangenachse ausgerichtet sind. Die Flanschstücke 5 sind miteinander durch eine zur Zahnstange 3 parallele Verbindungsstange 6 U-förmig verbunden. Insgesamt bilden also die Zahnstange 3 sowie die Flanschstücke 5 und die Verbindungsstange 6 einen rahmenförmigen Verbund.

An den von der Verbindungsstange 6 abgewandten Enden der Flanschstücke 5 sind mit Abstand von der Zahnstangenachse Spurstangen 7 angelenkt, die ihrerseits in grundsätzlich bekannter Weise mit ihren anderen Enden an nicht dargestellten Lenkhebeln an ebenfalls nicht dargestellten lenkbaren Fahrzeugrädern angelenkt sind, so daß diese Räder bei Verschiebung der Zahnstange 3 eine Lenkbewegung ausführen.

Die Spurstangen 7 sind also über die Flanschstücke 5 mittelbar an der Zahnstange 3 angelenkt, wobei diese Flanschstücke 5 sowie die Verbindungsstange 6 einen mit der Zahnstange 3 verbundenen Spurstangenträger bilden.

Der rahmenartige Verbund von Zahnstange 3, Flanschstücken 5 und Verbindungsstange 6 bewirkt eine deutliche Versteifung der Zahnstange 3. Dementsprechend sind praktisch keinerlei Verbiegungen der Zahnstange 3 zu befürchten, wenn die Spurstangen 7 größere Zug- oder Druckkräfte auf die Flanschstücke 5 versetzt zur Zahnstangenachse abtragen.

Um zu verhindern, daß sich die Zahnstange 3 aufgrund der vorgenannten Zug- oder Druckkräfte im Lagergehäuse 1 um ihre Achse zu drehen vermag, sind an den Gehäuseenden an den Endflanschen 2 Führungshülsen 8 angeordnet, die dem unrunden Querschnitt der Zahnstange 3 angepaßt sind und die Zahnstange 3 dementsprechend gegen Torsion abstützen.

Gemäß den Fig. 4 bis 6 kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, an den Endflanschen 2 des Lagergehäuses 1 Führungskulissen 9 fest anzuordnen, in die die Flanschstücke 5 der Verbindungsstange 6 mit an ihnen angeordneten Gleitstücken 10 mit Abstand von der Zahnstangenachse parallel zur Zahnstangenachse veschiebbar geführt sind.

Damit wird wiederum eine Drehung der Zahnstange 3 relativ zum Lagergehäuse 1 um die Zahnstangenachse verhindert.

Abweichend von den zeichnerisch dargestellten Ausführungsformen kann auch die Verbindungsstange 6 in am Lagergehäuse 1 festen Führungen längsverschiebbar aufgenommen werden, um eine Drehung der Zahnstange 3 um ihre Achse innerhalb des Gehäuses 1 zu verhindern.

Im übrigen kann das Gehäuse 1 auch in grundsätzlich bekannter Weise einen Lenkungsdämpfer und/oder einen Servomotor aufnehmen.

Claims

1. Zahnstangenlenkung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit

- einem die Zahnstange (3) sowie ein damit kämmendes Ritzel verschiebbar bzw. drehbar lagernden Lagergehäuse (1),
- einem mit der Zahnstange (3) rahmenartig verbundenen Spurstangenträger (5, 6), welcher ein zur Zahnstange (3) paralleles Rahmenglied (6) sowie damit U-förmig verbundene, quer zur Zahnstangenachse in einer gemeinsamen Ebene erstreckte Seitenteile (5) aufweist,
- an den Seitenteilen (5) angeordneten, zur Zahnstangenachse versetzten Spurstangen (7) und
- Führungen (8, 9), welche am Lagergehäuse (1) an dessen den Seitenteilen (5) benachbarten Enden angeordnet und als Verdrehsicherung gegen eine Drehung der Zahnstange (3) um ihre Achse relativ zum Lagergehäuse (1) ausgebildet sind.

2. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (3) an den den Seitenteilen (5) benachbarten Enden des Lagergehäuses (1) einen unrunden Querschnitt aufweist und in entsprechend angepaßten gehäusefesten Führungen (8) drehfest gehaltert ist.

3. Zahnstangenlenkung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Seitenteilen (5) von der Zahnstangenachse entfernte Führungsstücke (10) angeordnet sind, die in fest am Lagergehäuse (1) angeordneten Führungskulissen (9) parallel zur Zahnstangenachse verschiebbar sind.

4. Zahnstangenlenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Lagergehäuse (1) von der Zahnstangenachse entfernte Führungsteile angeordnet sind, die mit dem zur Zahnstange (3) parallelen Rahmenglied (6) und/oder Führungsschienen am Spurstangenträger (5, 6) als zur Zahnstangenachse parallele Verschiebeführung zusammenwirken.